(57)【要約】【課題】発破作業における爆薬の装填時間の短縮、装填作業の自動化、作業効率の向上及び定量的な装填作業が可能な爆薬装填機及び爆薬装填方法を提供する。【解決手段】爆薬を収容する容器、スクリューフィーダー、圧縮空気供給装置、装填ホースを備えた爆薬装填機。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
爆薬を収容する容器、スクリューフィーダー、圧縮空気供給装置、装填ホースを備えた爆薬装填機
【請求項２】
スクリューフィーダーの回転数により、爆薬の供給量を調整することができることを特徴とする請求項１に記載の爆薬装填機
【請求項３】
顆粒状の爆薬を装填することが可能である請求項１又は２に記載の爆薬装填機
【請求項４】
顆粒状の爆薬が、一粒あたり平均重量０．０３〜５ｇに成型された油中水滴型エマルション爆薬である請求項１〜３のいずれか一項に記載の爆薬装填機
【請求項５】
ＡＮＦＯ爆薬を装填することが可能である請求項１〜４のいずれか一項に記載の爆薬装填機
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の爆薬装填機を使用し、爆薬を発破孔に装填することを特徴とする爆薬装填方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は爆薬装填機及び爆薬装填方法に関する。更に詳しくは隧道掘進、採石、採鉱等の産業用爆破作業に利用される産業用爆薬の装填に好適に使用できる爆薬装填機及び爆薬装填方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発破現場においては、爆薬の装填作業の簡便化や爆薬取扱い時の安全性の確保という観点から、爆薬の装填作業の機械化が要望されるようになってきている。爆薬の機械装填作業を行うためには、使用される爆薬がより安全である必要があり、ＡＮＦＯ爆薬をローダー等によって機械装填する方法が鉱山や採石場等で実用化されている。
【０００３】
現在一般に使用されている爆薬装填機には、例えば特許文献１、特許文献２に記載のものや爆薬を圧力容器にいれ容器内を加圧して爆薬を供給するシステムに関するものがある。このシステムは装置自体非常に簡素でメンテナンス性等に優れてはいるが、定量的に爆薬を供給する事が非常に困難であり、装填量に過不足が生じることがある。そこで予め圧力容器内の圧力と供給時間で供給量をキャリブレーション後、検量線等を作成し、それを基元に供給量を設定する方法などがとられているが、バラツキが大きくあまり実用的な方法ではない。特に、１回の装填量（供給量）が３ｋｇ以下の場合は特にバラツキが大きくなる傾向にある。
このため、空気装填機のように比較的簡単な構造の機械で、且つ定量的に爆薬を供給できる爆薬供給装置及び爆薬装填方法が要望されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−９７６００号公報
【特許文献２】特開２００３−２８６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、発破作業における爆薬の装填時間の短縮、装填作業の自動化、作業効率の向上及び定量的な装填作業が可能な爆薬装填機及び爆薬装填方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、このような課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、爆薬を収容する容器、スクリューフィーダー、圧縮空気供給装置及び装填ホースを備えた爆薬装填機において、爆薬を収容する容器の下部にスクリューフィーダーを設置し、スクリューフィーダーの回転数を制御することにより爆薬を定量的に供給することができ、装填時間の短縮及び作業効率の向上につながることを見出し、本発明を完成させたものである。
【０００７】
即ち、本発明は、
（１）爆薬を収容する容器、スクリューフィーダー、圧縮空気供給装置、装填ホースを備      えた爆薬装填機、
（２）スクリューフィーダーの回転数により、爆薬の供給量を調整することができること      を特徴とする（１）に記載の爆薬装填機、
（３）顆粒状の爆薬を装填することが可能である（１）又は（２）に記載の爆薬装填機、（４）顆粒状の爆薬が、一粒あたり平均重量０．０３〜５ｇに成型された油中水滴型エマ      ルション爆薬である（１）〜（３）のいずれか一項に記載の爆薬装填機、
（５）ＡＮＦＯ爆薬を装填することが可能である（１）〜（４）のいずれか一項に記載の      爆薬装填機、
（６）（１）〜（５）のいずれか一項に記載の爆薬装填機を使用し、爆薬を発破孔に装填      することを特徴とする爆薬装填方法、
に関する。
【発明の効果】
【０００８】
顆粒状の爆薬を発破現場において定量的に装填できるようになり、装填量の過不足を防ぐことが可能で、且つ装填時間の短縮及び作業効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の爆薬装填機は、爆薬を収容する爆薬容器（以下、単に爆薬容器という）、スクリューフィーダー、圧縮空気供給装置、装填ホースから構成される。スクリューフィーダーは爆薬容器の下部に配置され、回転することで容器内の爆薬を定量的に装填ホースに供給し、ホース内の爆薬を圧縮空気により発破孔に装填する構造を有している。
【００１０】
爆薬容器は、どのような形態のものでも構わない。例えば、単純なホッパータイプのものや、０．２ＭＰａ以上に加圧できる圧力容器などが挙げられる。また、安定して容器内の爆薬を供給できるように、容器内に０．１〜０．１５ＭＰａの圧力が掛けられる構造を有するものも使用できる。
【００１１】
本発明で使用されるスクリューフィーダーは、顆粒状の爆薬を定量的且つ安定して供給できればどの様な形態のものでも構わない。爆薬の供給量は１０〜１００ｋｇ／ｍｉｎ．、好ましくは１５〜６０ｋｇ／ｍｉｎ．の範囲で設定される。また、スクリューフィーダーの回転数により、爆薬の供給量を調整することができ、細かい供給量の設定も可能となる。使用する爆薬種、スクリューフィーダーの内径及びピッチにより変化するため一概には言えないが、一回転当たりの供給量を好ましくは２０〜５００ｇ／１回転、より好ましくは５０〜３００ｇ／１回転の範囲、特に好ましくは２０〜３００ｇ／１回転の範囲となるように設計すれば、実際の発破において問題無く使用することが可能である。スクリューフィーダーの内径、スクリューフィーダーのピッチ幅（羽の間隔）は、用いる爆薬の粒径、比重、１回転あたりの供給量等により決まるが、該内径は、好ましくは５０〜１５０ｍｍの範囲であり、ピッチ幅は、好ましくは３０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲にある。
【００１２】
本発明で使用される圧縮空気供給装置は、通常、販売、リ−スされているものを使用できる。圧縮空気供給装置の吐出空気量は、好ましくは１．５ｍ３／ｍｉｎ以上、より好ましくは３ｍ３／ｍｉｎ．以上である。
【００１３】
本発明で使用される装填ホースは、発破現場の発破孔の径によって変えられわるが、通常トンネル現場においては内径が１５〜４０ｍｍのものが使用される。また、発破現場により異なるので一概には言えないが、装填ホ−スの外径は好ましくは３５ｍｍ以下、より好ましくは３０ｍｍ以下のものが使用される。装填ホースの全長は、通常３０〜５０ｍあれば、実際の現場で十分使用可能である。装填ホースの発破孔に挿入される箇所の外径が発破孔の径より小さければ、その箇所以外には径の大きなホースを使用し、内径が２種類以上のホースを接続することも可能である。
【００１４】
ホースに供給される圧縮空気の圧力は、使用するホース径により供給状態が変化するために一概には言えないが、０．１〜０．５ＭＰａ、好ましくは０．２〜０．４ＭＰａの範囲に設定される。この圧縮空気の圧力を変化させることで、爆薬の装填比重を調整し、威力を制御することも可能である。また、装填後、ホース内に爆薬が残らないように、スクリューフィーダーから爆薬の供給が停止した後も、一定時間圧縮空気を供給するように設定して使用することも可能である。
【００１５】
本発明の爆薬装填機においては、顆粒状の爆薬を装填することが可能である。例えば、ＡＮＦＯ爆薬のような粒状を呈した爆薬、油中水滴型エマルション爆薬を粒状に成型したものなどが挙げられる。
【００１６】
ＡＮＦＯ爆薬は、ポーラスプリル硝酸アンモニウムと軽油等の燃料油を攪拌拡販混合して得られる通常のＡＮＦＯ爆薬が使用可能である。
【００１７】
また、通常知られている油中水滴型エマルション爆薬を粒状に成型されたものも使用可能である。このような顆粒状の油中水滴型エマルション爆薬は例えば次のようにして製造される。硝酸アンモニウム等の酸化剤を約８５〜９５℃の水に溶解させ酸化剤水溶液を得る。次いで約８５〜９５℃に加熱されたマイクロクリスタリンワックス等の油類とソルビタン脂肪酸エステル等の乳化剤及び必要に応じてエチレン酢酸ビニル共重合体等の樹脂を加えた混合物に、十分攪拌しながら前述の酸化剤水溶液を徐々に添加する。出来上がった油中水滴型エマルションにガラスマイクロバルーン等の微小中空体、必要に応じて他の添加剤を加えて、捏和機で混合し、油中水滴型エマルション爆薬を得る。次いで得られた爆薬を押出し成型機等で成型する。爆薬の形状については取り扱いやすい粒状であれば特に限定されるものではなく、成型に使用する成型機によって任意な形に成型される。爆薬は一粒当たりの平均重量が０．０３〜５ｇの範囲に成型するのが好ましく、その大きさは形状により一概には言えないが円柱状の場合、通常直径３〜１０ｍｍ、長さ５〜１５ｍｍ程度が好ましい。また、成型された爆薬にタルク等の付着防止剤をまぶしてもよい。
【００１８】
本発明の爆薬装填方法は、例えば、上記の爆薬装填機を使用し、爆薬を発破孔に装填する方法が挙げられる。
【実施例】
【００１９】
本発明の実施例を挙げて更に詳しく説明するが、本発明がこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２０】
実施例１
本発明の爆薬装填機は例えば図１に示すように、爆薬容器１、スクリューフィーダー２、圧縮空気供給装置１５、装填ホース１９、制御盤１６及び操作スイッチ１７等から構成されるものが挙げられる。図１に示す機械を用いて爆薬を装填する際の各部分の動作は例えば以下の通りである。爆薬容器１に付随の蓋４より、異物混入防止用の金網３を通して仕込まれた顆粒状の爆薬が自重により、スクリューフィーダー２へ送り込まれる。任意の爆薬供給量に対するスクリューフィーダー２の回転数を設定する。スクリューフィーダー２の回転数はモーター１１に付随する回転計１２及び電源１８で稼動する制御盤１６により制御され、制御盤１６及び操作スイッチ１７により任意に設定することが可能である。制御盤１６を介した操作スイッチ１７を操作するとモーター駆動用エアバルブ１４が開き、モーター１１が作動しスクリューフィーダー２が回転することで二重管５へと顆粒状の爆薬が送り出される。操作スイッチ１７を操作した際に同時に、エアブローバルブ１３も開き圧縮空気が二重管５の内部へと送り込まれる。二重管５へ送り出された顆粒状の爆薬は、エアブローバルブ１３からの圧縮空気により装填ホース１９を通って発破孔へと装填される。装填終了は、スクリューフィーダー２が予め設定した回転数を稼動後に自動停止する。エアブローバルブ１３は装填ホース１９内の爆薬を完全に排出するために、スクリューフィーダー２が停止した数秒後に停止させることも可能である。圧縮空気供給装置１５と容器加圧用給気バルブ７をカプラー６で接続し、減圧弁８及び圧力計１０で爆薬容器１の内部を所定の圧力に調整して使用することも可能である。容器内が設定以上に加圧されないように、安全弁９が設置されている。
【００２１】
実施例２
ＡＮＦＯ爆薬を、実施例１に記載の爆薬装填機（スクリューフィーダー：内径８０ｍｍ×ピッチ幅５０ｍｍ、供給量：２００ｇ／１回転、装填ホース：内径２５ｍｍ、外径３０ｍｍ、長さ３０ｍ）に入れ、装填機のスクリューフィーダーの回転数を制御することで実際の発破孔１孔当たりの薬量（０．５〜５ｋｇ）を定量的に供給できるかを確認した。
【００２２】
実施例３
直径５ｍｍ、長さ６ｍｍに成型した油中水滴型エマルション爆薬を、実施例１に記載の爆薬装填機（スクリューフィーダー：内径１００ｍｍ×ピッチ幅５０ｍｍ、供給量：２００ｇ／１回転、装填ホース：内径３２ｍｍ、長さ２５ｍ＋内径２５ｍｍ、長さ５ｍ）に入れ、装填機のスクリューフィーダーの回転数を制御することで実際の発破孔１孔当たりの薬量（０．５〜５ｋｇ）を定量的に供給できるかを確認した。
【００２３】
比較例１
ＡＮＦＯ爆薬を、圧力容器内の圧力を０．２ＭＰａ、圧縮空気の圧力を０．２ＭＰａ、装填ホースを内径２５ｍｍ、外径３０ｍｍ、長さ３０ｍに設定したＡＮＦＯ装填機｛（株）カヤテック製  商品名：ＫＹ−１｝を用いて、予めキャリブレーションし作成した検量線を基に、供給時間を制御することで実際の発破孔１孔当たりの薬量（０．５〜５ｋｇ）を定量的に供給できるかを確認した。
【００２４】
比較例２
直径５ｍｍ、長さ６ｍｍに成型した油中水滴型エマルション爆薬を、供給量を２０ｋｇ／ｍｉｎ．（圧力容器内の圧力：０．３ＭＰａ、圧縮空気の圧力：０．３ＭＰａ、装填ホース：内径３２ｍｍ、長さ２５ｍ＋内径２５ｍｍ、長さ５ｍ）に設定したＡＮＦＯ装填機｛（株）カヤテック製  商品名：ＫＹ−１｝を用いて、予めキャリブレーションし作成した検量線を基に、供給時間を制御することで実際の発破孔１孔当たりの薬量（０．５〜５ｋｇ）を定量的に供給できるかを確認した。
【００２５】
表１に、実施例２、実施例３、比較例１、比較例２において得られた爆薬供給量（各３回実測）を、表２に、表１での実測値に対する設定値を１００％とした際の爆薬供給比率（％）を示す。
【００２６】
表１及び表２から明白なように、スクリューフィーダーの回転数を制御して爆薬を供給することにより、従来の爆薬装填機よりも設定薬量からのバラツキが小さく、機械装填時に生じる薬量の過不足を防ぐことが可能である。
【００２７】
表１                                    爆薬供給量｛実測値（ｋｇ）｝
実施例２      実施例３      比較例１      比較例２
設定値（ｋｇ）０．５       ０．４８      ０．５３      ０．４５      ０．３３
０．５１      ０．５１      ０．６２      ０．４８
０．５０      ０．５３      ０．４７      ０．７１
１．０       １．０５      １．１０      ０．８８      １．５６
１．０２      １．０８      １．２６      ０．７８
１．０９      １．０１      １．２１      １．１９
２．０       ２．１５      １．９５      ２．０４      ２．９０
２．０９      ２．０２      ２．５３      ２．５９
２．０８      １．９９      １．９８      １．８７
３．０       ３．０２      ３．１５      １．９８      ３．３４
２．９４      ３．０７      ２．８９      ３．８３
３．０８      ３．０４      ３．０７      ２．６７
４．０       ３．９８      ４．１１      ４．２９      ４．２５
４．１２      ４．０８      ３．８２      ３．５５
４．０２      ４．０１      ４．０８      ４．５４
５．０       ５．１１      ５．１８      ５．０２      ５．１３
５．０２      ５．０９      ４．７８      ５．５３
５．０４      ５．０７      ４．８９      ５．２２
【００２８】
表２
爆薬供給比率（％）
実施例２      実施例３       比較例１      比較例２
設定値（ｋｇ）０．５         ９６        １０６           ９０          ６６
１０２        １０２         １２４          ９６
１００        １０６           ９４        １４２
１．０       １０５        １１０           ８８        １５６
１０２        １０８         １２６          ７８
１０９        １０１         １２１        １１９
２．０       １０７          ９８         １０２        １４５
１０５        １０１         １２７        １３０
１０４          ９９．５       ９９          ９４
３．０       １０１        １０５           ６６        １１１
９８        １０２           ９６        １２８
１０３        １０１         １０２          ８９
４．０         ９９．５    １０３         １０８        １０６
１０３        １０２           ９６          ８９
１０１        １００         １０２        １１４
５．０       １０２        １０４         １００        １０３
１００        １０２           ９６        １１１
１０１        １０１           ９８        １０４
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係る爆薬装填機の図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  爆薬を収容する容器
２  スクリュ−フィ−ダ−
３  金網
４  蓋
５  二重管
６  カプラ−
７  容器加圧用給気バルブ
８  減圧弁
９  安全弁
１０  圧力計
１１  モ−タ−
１２  回転計
１３  エアブロ−バルブ
１４  モ−タ−駆動用エアバルブ
１５  圧縮空気供給装置
１６  制御盤
１７  操作スイッチ
１８  電源
１９  装填ホ−ス
【図１】
2005121305.tif 000002